祁连南缘柴达木山花岗岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究

祁连南缘柴达木山花岗岩岩体,位于青海省大柴旦镇,岩性主要为似斑状二长花岗岩、花岗斑岩、环斑花岗岩等。本文选择代表性岩石进行了主量元素、微量元素和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,旨在说明其岩浆成因、构造环境及意义。结果表明,柴达木山岩体K2O/Na2O比值变化为1.11~4.41,里特曼指数介于1.31~2.20,A/CNK介于1.06~1.66,地球化学特征显示,柴达木山岩体具有高钾钙碱性、过铝质、高分异I型花岗岩特征。在原始地幔标准化的微量元素分布图中,表现出不同程度的富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Pb、K等和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSE)Y、Yb,具有明显的Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti负异常。稀土元素总量为207.94×10-6~418.40×10-6,LREE/HREE稀土元素之比为5.67~10.29,(La/Yb)N比值为5.88~13.84,δEu介于0.09~0.50显示负异常,δCe介于0.99~1.36,Sr/Y介于0.87~3.47,Rb/Sr介于1.22~15.45,Nb/Ta介于0.63~11.88,稀土元素球粒陨石标准化分配型式表现为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损的右倾型且Eu负异常较明显。选取其中四个样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结果表明花岗斑岩(D3755-1)206Pb/238U年龄范围为400Ma^407Ma,其加权平均年龄为404.6±2.9Ma(MSWD=0.094);花岗斑岩(PM11-1)206Pb/238U年龄范围为413~424Ma,其加权平均年龄为418.4±3.0Ma(MSWD=0.30);二长花岗岩(D1028-1)的206Pb/238U年龄范围为426Ma^436Ma,其加权平均年龄为434.3±2.0Ma(MSWD=0.21);花岗闪长岩(D1506-1)的206Pb/238U年龄范围为434Ma^439Ma,其加权平均年龄为437.2±2.6Ma(MSWD=0.076),暗示柴达木山岩体的结晶年龄至少为404.6Ma^437.2Ma,形成的地质时期为早志留世-早泥盆世。祁连南缘-柴北缘早古生代岩浆活动持续时间长(372Ma^473Ma),具有多期次,主要年龄段为450~470Ma、430~450Ma、410~430Ma、400~410Ma、370~400Ma,其中430~450Ma、400~410Ma分别代表了花岗岩类侵入的两个主峰期。早期(430~470Ma)反映了南祁连洋板块向北俯冲于祁连陆块之下,柴达木陆块的继续俯冲,祁连陆块由北向南逆冲到柴达木陆块之上形成了陆陆碰撞带等一系列持续的岩浆侵入活动;晚期(370~430Ma)反映了柴达木陆块与中南祁连板块碰撞后深俯冲板块拆沉-折返及碰撞后造山带上不同块体之间的伸展、滑塌等一系列岩浆侵入活动。在空间分布上,柴北缘赛什腾山-嗷崂山代表了岩浆早期活动,主要为I型花岗岩;绿梁山-大柴旦地区-锡铁山-都兰一带,代表了岩浆晚期活动,具有I和S型花岗岩特征。柴达木山岩体代表了祁连南缘岩浆多期活动,与柴北缘岩浆活动具有同时性。